Лабораторные работы - файл n17.doc

Лабораторные работы
скачать (3386.8 kb.)
Доступные файлы (22):
n1.doc287kb.14.04.2008 08:22скачать
n2.doc31kb.06.04.2008 18:59скачать
n3.doc347kb.14.04.2009 03:21скачать
n4.doc53kb.14.04.2009 03:23скачать
n5.doc159kb.14.05.2008 11:18скачать
n6.doc64kb.07.05.2008 00:08скачать
n7.doc549kb.14.04.2009 01:26скачать
n8.doc52kb.14.04.2009 03:22скачать
n9.docскачать
n10.doc45kb.21.05.2006 00:46скачать
n11.doc1470kb.28.05.2009 03:34скачать
n12.doc1881kb.29.05.2008 19:11скачать
n13.doc42kb.28.05.2009 03:31скачать
n14.doc31kb.29.05.2008 19:07скачать
n15.xls51kb.28.05.2009 03:21скачать
n16.docскачать
n17.doc235kb.21.02.2005 23:30скачать
n18.doc31kb.09.04.2008 15:56скачать
n19.doc211kb.20.04.2008 19:23скачать
n20.doc196kb.29.02.2004 21:42скачать
n21.doc541kb.16.03.2009 23:58скачать
n22.doc50kb.17.03.2009 01:22скачать

n17.doc

  1   2   3
/ДК 621.182.12(075.8)

\ П. Пронь, В. А. Яковенко Измерение скоростей и давлений в потоке юздуха: Методические указания к лабораторным работам для студен-ов направления 552700 - «Энергомашиностроение» / Алтайский госу-щрственный технический университет им. И. И. Ползунова. - Барнаул: Издательство АлтТ ГТУ, 1998. - 18 с.

Изложена методика измерения скоростей и давлений в потоке юздуха, движущегося по трубопроводу, приведено описание основных 'ипов приборов, применяющихся для таких измерений, дано описание тбораторной работы.

Рассмотрены и одобрены на

;аседании кафедры «Котло- и реакторостроение».

1ротокол № от

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ

При проведении лабораторных работ необходимо сделать ряд измерений, которые обычно являются обязательными для всех опытов. К таким измерениям относятся:

1.1. Измерение температуры

Для измерения температуры при проведении лабораторных работ используют термометры с ценой деления шкалы не более 0,5°С.

Установку термометров производят в соответствии со сле­дующими требованиями:

  1. перед установкой термометра следует убедиться в отсутст­
    вии разрыва столбика жидкости в капилляре и в том, что шкала термо­
    метра не имеет повреждения и надежно закреплена внутри колбы;

  2. при измерении температуры окружающего воздуха в поме­
    щении необходимо предохранить термометр от нагрева со стороны
    близко расположенных нагревательных и осветительных приборов;

  3. при измерении в температуры в потоке воздуха рабочую
    часть термометра следует погружать в поток через специальную гиль­
    зу, установленную на стенке трубопровода и имеющую внутри резино­
    вую или войлочную уплотняющую прокладку.

1.2. Измерение атмосферного давления

Для измерения атмосферного давления применяют чашечные ртутные барометры или пружинные барометры-анероиды.

Единицей измерения по шкале барометра обычно служат мил­лиметр ртутного столба (мм. рт. ст). Перевод показаний прибора в ме­ждународную систему единиц СИ производится в соответствии с соот­ношением 1 мм. рт. ст. = 133,3 Па.

Для удобства используют следующие обозначения для ве­личины атмосферного давления:

1.3. Измерение давления в потоке воздуха

Для измерении давления в потоке воздуха обычно используют жидкостные манометры, работающие на принципе сообщающихся со­судов. Наиболее простым типом такого манометра является U-образная трубка, заполненная жидкостью (рис. 1). Для заполнения U-образной трубки используют чистую или слегка подкрашенную дистиллирован­ную воду. Подкраска воды не должна приводить к изменению ее плот­ности, а применяемый краситель не давать осадка. Единицей измерения на шкале U-образной трубки служит либо паскаль, либо миллиметр водяного столба. Перевод разности измеренных давлений, выраженной в миллиметрах водяного столба, в международную систему единиц СИ производится в соответствии с равенством 1 мм. вод. ст. = 9,81 Па.

Недостатком U-образной трубки является необходимость отсчитывать ее показания одновременно по двум менискам. Этого не­достатка лишен так называемый, чашечный манометр, представляю­щий собой U-образную трубку, одно из колен которой выполнено на­столько широким, что изменением уровня в нем при проведении изме­рений можно пренебречь (рис. 2). Основным правилом при пользова­нии U-образным и чашечным манометрами является соблюдение стро­гой вертикальности их трубок.



Для точных измерений небольших перепадов давления служит микроманометр с наклонной трубкой. Принципиальная схема этого микроманометра приведена на рис. 3. Увеличение чувствительности и точности отсчета в этом манометре достигается тем, Pl I p21 что вертикальный столб жидкости высотой А, соот­ветствующий измеряемой разности давлений (р, -Р2), заменяется наклонным столбом протяженно­стью /, причем / = h/sina.

Рис. 1. U-образ­ная трубка

Шкала, по которой производится отсчет показаний микроманометра обычно располагается непосредственно на наклонной трубке. Зависимость между отсчетом / по шкале микроманометра, выра­женным в миллиметрах, и измеряемой разностью давлений определяется формулой

р, - р2 = 9,81 -I- pm since/1000 ,Па

где ри - плотность жидкости, залитой в микроманометр, кг/м\ ил и

р, - р, = 9,81 I km , Па

где ки = рм sina/1000 - коэффициент микроманометра. Pi



Рис. 2. Схема чашечного манометра

Рис. 3. Схема микроманометра с наклонной трубкой



Рис. 4. Устройство микромано­
метра с наклонной трубкой:
1- бачок; 2 - измерительная на­
клонная трубка с нанесенной на
ней шкалой; 3 - дуга; 4 - ос­
нование; 5 - установочный
винт; 6 - уровни; 7 - соедини­
тельная резиновая трубка

Микроманометр заливается этиловым спиртом с плотностью р „ = 789,3 кг/м3. Для удобства пользования микроманометром в его конструкции (рис. 4) предусмотрено несколько фиксированных поло­жений наклонной трубки, соответствующих значениям км = 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8. Установка микроманометра производится с помощью имеющихся на его основании уровней.

Полное давление в любой точке потока складывается из ста­тического и динамического давления:

Полное давление рп численно равно силе, действующей в по­токе на единицу площади поверхности, ориентированной нормально к вектору скорости.

Статическое давление р численно равно силе, действующей в потоке на единицу площади поверхности, ориентированной парал­лельно к вектору скорости. Статическое давление обусловлено потен­циальной энергией жидкости или газа, находящихся под действием сил различной физической природы, включая силы межмолекулярного взаимодействия. Согласно существующим представлениям о фи­зическом строении жидкости и газа и их свойствах, введенное в гидро­механике статическое давление совпадает с термодинамическим дав­лением, входящим в уравнение состояния.

Динамическое давление pd характеризующее кинетическую энергию движущихся жидкости или газа, определяется как

2

,Па

где р - плотность среды, кг/м3; и - скорость потока в рассматривае­мой точке, м/с.

При увеличении скорости потока динамическая составляющая полного давления возрастает, а статическая уменьшается. В покоящей­ся среде динамическое давление равно нулю.

Под статическим давлением понимают так называемое абсо­лютное статическое давление, то есть давление, отнесенное к полному вакууму. В потоке воздуха, проходящего по трубопроводу, статическое давление р определяют по измеряемой разности статического давле­ния Ар в сечении трубопровода и атмосферного давления ра . Если статическое давление в сечении трубопровода больше атмосферного, то измеряемая разность, называемая избыточным статическим давле­нием, считается положительной и принимается со знаком плюс.

Если давление в сечении трубопровода меньше атмосферного то из* ряемая разность, называемая разрежением, считается отрицательной принимается со знаком минус. Согласно этому при определении С1 тического давления принимают

Р = ра + Лр.



Приемным устройством для из­мерения избыточного статического дав­ления или разрежения в потоке воздуха, проходящего по трубопроводу, является круглое отверстие диаметром 1,5+2 мм, просверленное в его стенке. Кромки от­верстия не должны иметь заусенцев, а его ось должна быть нормальна к поверхно­сти стенки. С наружной стороны трубо- Рис. 5. Приемник ст^-провода над отверстием приваривается тического давления tfa штуцер (рис. 5), соединяемый резино- стенке трубопровода вой трубкой с манометром.

Для получения надежных результатов в сечении трубопровод устанавливается не менее 4-х диаметрально противоположных прием ников статического давления, объединенных с помощью трубки и включенных в единую магистраль.



Для комплексного измере­
ния полного, статического и дина­
мического давления в потоке при- :
меняют комбинированный прием- Е
ник давления, называемый обычно
трубкой Прандтля (рис. 6). Если
направить комбинированный

приемник давления навстречу по­току, то перед его носиком поток окажется полностью заторможен­ным и динамическое давление бу­дет полностью преобразовано в „ , . статическое. Поэтому центральное Риа 6" Комбинированный прием-отверстие комбинированного при- ник давления емника будет воспринимать полное

давление рп в точке замера, равное сумме статического р и дина­мического Pj = ри /2 . На расстоянии 3d от носика насадка (где d -его внешний диаметр) струйки потока будут параллельны его обра­зующим, а боковые отверстия, просверленные в этом месте, будут вос­принимать только статическое давление р. Схема измерения полного

давления и его компонентов в потоке воздуха приведена на рис. 7.

При ta < 25°С влияние температуры и влажности воздуха на величину газовой постоянной обычно не учитывают и принимают Я = 287Дж/(кг-К).

В потоке воздуха, движущегося по трубопроводу, плотность определяют по формуле


а)

б)

R(273 + t)

, Kr/MJ,
  1   2   3


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации